О журнале    Авторам    Реклама    Распространение    Избранное    События    Контакты    NEW! Проекты 
Журнал световых решений ИЛЛЮМИНАТОР: Свет меняет качество!
Русский
English


В номере Архив номеров
Иллюминатор - журнал световых решений :: ЛАЗЕРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ::
Новости
Форум
Получить журнал
График выхода
Каталог компаний
Работа
Регистрация
Семинары
 
 
Логин:
Пароль:
 
Новый пользователь
Забыл пароль

 
 
 
Расширенный поиск

Сделать стартовой
Добавить в избранное
На главную



Rambler's Top100

ЛАЗЕРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

Новости светового рынка

Номер журнала: 2(10)-2004
Рубрика: Световое оборудование: фонари, светильники, прожекторы, лампы ...
Автор статьи: Александр Карев

Лазер - оптический квантовый генератор, аббревиатура от Light Amplification by Stimulated Emission Radiation ("усиление света в результате вынужденного излучения"), основной прибор квантовой электроники - с каждым днем захватывает все большее и большее пространство в нашей жизни.

Можно сказать, лазерная интервенция, лазерная экспансия распространяется со скоростью, приближающейся к скорости света.

Думали ли американский физик Мейман, создавший в 1960 году первый лазер на рубине, или его коллега Джаван, собравший первый газовый лазер на смеси Не-Nе годом позже, что через каких-то сорок с небольшим лет их изобретение не только станет необходимым, привычным бытовым прибором, но и кардинально изменит векторы развития промышленности и науки!

В городе на Неве, где именно тогда, в шестидесятых, советская власть стала вкладывать огромные деньги в развитие ВПК, работники закрытых и полузакрытых научных учреждений и по сей день проводят масштабные исследования в области лазеров, причем очень часто получают результаты, которыми восхищаются их западные коллеги. Например, государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор", относящееся к ВПК, разработало лазерный скальпель-коагулятор "Лазон 10-11", который соединил в себе целый ряд достижений высоких технологий. Основные элементы этой установки - неохлаждаемый твердотельный лазер и стекловолоконный световод. Рассекая ткани, лазерный луч одновременно коагулирует кровь на стенках разреза, благодаря чему сокращаются кровопотери. Появилась возможность работы на кровенаполненных органах, например печени. А возможность передачи лазерного излучения по тонкому (около 1 мм) световоду делает лазерный скальпель-коагулятор идеальным инструментом для малоинвазивных (малотравмирующих) лапароскопических и эндоскопических операций. Это позволило разработать уникальные пункционные операции, при которых световод лазерного скальпеля подводится к очагу патологии через тонкую полую иглу. Сейчас ФНПЦ "Прибор" заканчивает разработку опытного образца лазерного скальпеля с выходной мощностью 20 Вт, предназначенного для внеклинического применения (в службе скорой помощи, в быстроразвертываемых госпиталях на месте катастроф и стихийных бедствий и т.д.). Он будет весьма полезен благодаря главному своему достоинству - сокращению кровопотерь, которые, как известно, часто становятся причиной гибели людей в чрезвычайных условиях.

Вообще, что касается применения лазеров в медицине, то, как считает один из ведущих специалистов в этой области - ректор Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова профессор Александр Шабров, "лазерные технологии в медицине - не последнее достижение науки, используются медиками давно, а сейчас в производство уже запускаются третье и даже четвертое поколения лазеров. Сейчас обсуждается идея воздействия света на внутренние органы человека. В примитивном толковании она такова: внутренние органы "подсвечивают", появляется спектр, по которому можно выявить начинающееся заболевание органа".

Другое петербургское медицинское учреждение - клиническая больница РАН летом этого года была награждена международным Гран-при "Эффи". Эта награда присуждена, в частности, и за успехи в лазерной косметологии. С помощью миниатюрного лазера, как рассказывает пластический хирург Наталья Меркер, возможно удаление и единичных, и сетки мелких сосудов на лице, так называемых винных пятен (сосудистых звездочек), папиллом разного происхождения (вирусных и кератопапиллом, которые появляются с возрастом), мелких невусов (родинок); лазер же применяется и для удаления таких косметических дефектов, как паутинные вены на ногах и мелкие сосудистые ангиомы на всем теле. При этом результат получают мгновенно, эффект, буквально, налицо. Однако, по мнению Натальи Меркер, одно из самых интересных достоинств лазера - его способность удалять практически бесследно, без рубцов, татуировки, причем черные татуировки удаляются быстрее, а цветные - за несколько процедур. Из лазерного оборудования в России получила большое распространение установка "Яхрома-Мед", которая последние 5-6 лет широко применяется для лечения, в том числе и детей, в различных медицинских центрах страны. Она предназначена для лечения широкого спектра сосудистых и пигментных патологий кожи - таких, как телеангиэктазии лица и ног, "винные пятна", гемангиомы, гиперпигментации, лентиго, кофейные пятна, веснушки, татуировки желтого и красного цветов, послеоперационные телеангиэктазии, ВПЧ-бородавки. Лазерный луч избирательно поглощается патологическими образованиями кожи, нагревает и разрушает их без повреждения здоровой ткани.

Особого внимания из новейших лазерных технологий, применяемых в медицине, заслуживает разработка компании Microvision, - так называемая технология VRD (виртуального дисплея на сетчатке - "virtual retinal display"). Ее суть заключается в следующем: три лазерных луча (красный, синий и зеленый) рисуют изображение непосредственно на сетчатке пользователя. При использовании VRD качество изображения аналогично качеству современных настольных мониторов. Причем, в отличие от используемых в настоящее время дисплеев для носимых компьютеров, VRD транслирует изображение с компьютера, не блокируя того, что находится перед глазами. Передаваемый компьютерный образ просто парит перед глазом, а пользователь видит все, что происходит вокруг. В будущем применение этой технологии в носимых компьютерах позволит совмещать изображение реальности и виртуальной модели. К сожалению, пока подобные "мониторы" слишком дороги: гражданский вариант носимого компьютера с применением VRD стоит от 30 до 50 тысяч долларов, а военного - до 100 тысяч.

Но вернемся в Петербург. ЛОМО - Ленинградское оптико-механическое объединение также ведет исследования в области применения лазеров. Летом этого года в ЛОМО была создана уникальная система, которая повысит уровень безопасности взлетов и посадки самолетов. Система называется - ДОЛ ("Дальномер облаков лазерный"). Прибор разрабатывался в течение 5 лет, прошел необходимые испытания и, как заявляют специалисты ЛОМО, превосходит зарубежные аналоги по измерению высоты облаков. Другой прибор, разработанный в ЛОМО, прошел испытания осенью. Это импульсный фотометр ФИ-3, входящий в комплекс аэродромного оборудования. Он предназначен для измерения метеорологической дальности видимости на взлетно-посадочной полосе. Прибор состоит из двух блоков - фотометрического и отражательного, расположенных на взлетно-посадочной полосе на значительном расстоянии друг от друга. Первый из них посылает световой импульс, который отражается вторым и возвращается на фотометрический блок. Измерение степени ослабления этого импульса после прохождения через слой атмосферы и позволяет получить необходимые данные.

Другое направление применения лазеров, которое особенно активно развивалось в последнее время, - это обработка материалов в ювелирной отрасли. Сварка, резка, маркировка, гравировка, термообработка, сверление отверстий и многое другое - таков диапазон применения лазера в этой области. Пожалуй, самое замечательное из вышеперечисленного - использование лазеров в маркировке бриллиантов. Пионерами здесь выступили американцы - Американский институт геммологии с целью улучшения характеристик рынка бриллиантов приступил к лазерному маркированию бриллиантов весом от 0,99 карата. Аналогичные работы проводятся и в России. Размер хорошо идентифицированных знаков составляет 125 мкм, а потому открывается возможность маркировки по рундисту бриллиантов весом от 0,2 карата, так как размер рундиста при этом составляет около 200 мкм. Это очень перспективная технология. Разновидностью лазерной маркировки является клеймение, когда изображение формируется на металле или камне в результате проецирования лазерным лучом предварительно созданного рисунка. Этим путем можно осуществлять постановку имен именинников предприятия-изготовителя или пробирных клейм. Высокое разрешение позволяет получать изображения с высокой степенью защиты от подделок. В этой области широко используются молекулярные лазеры на углекислом газе, в том числе малогабаритные волноводные лазеры с высокочастотной накачкой с мощностью излучения от 1 до 50 Вт или ионные лазеры с наполнением инертными газами Ar, Kr, Ar+Kr и Ne, лазеры с водяным охлаждением с излучением в видимой области спектра в диапазоне длины волн 0,4579-0,6764 мкм и в ультрафиолетовой области, в диапазоне длины волн 0,3344-0,3511 мкм. Эти лазеры применяются в контрольно-измерительных системах, вычислительной технике, обработке материалов, микроэлектронике, лазерных шоу, полиграфии, голографии и других областях науки и техники, в том числе в медицинских установках для лазерной терапии и внутривенного облучения крови, при лечении заболеваний сердца и кровеносной системы.

Исследования в области применения лазеров, проводившиеся учеными в последнее время, открыли неожиданные перспективы и возможности, от которых захватывает дух. Расскажу лишь о некоторых.

Ученые из Университета Колорадо под управлением Национального института стандартов и технологии и при поддержке Национального научного фонда и Министерства энергетики США разработали новый коротковолновый источник излучения, т.е. создали высокоэнергетический и узконаправленный ультрафиолетовый лазер. Этот прибор позволит ученым измерять объекты в масштабе миллимикрона, управлять ими и окажет большое влияние на науку и технику в течение многих последующих лет. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны лишь в десятки миллимикрон может иметь очень короткий импульс, который позволит измерить быстрые взаимодействия между маленькими частицами. При этом исключаются взаимодействие со светом другой длины волны и шумовое воздействие других источников ультрафиолетового излучения (УФИ). УФИ позволит использовать богатство возможностей нанотехнологии, разрешив взаимодействия на уровне отдельных молекул. Созданный лазер мультимегаваттной мощности работает без использования прямой эмиссии радиации. Луч созданного лазера столь сосредоточен и узок, что меньше самого узкого лазерного луча в мире. Он мог бы быть в 20-30 раз концентрированнее, чем у самого распространенного гелиево-неонового лазера, и в несколько сотен раз интенсивнее его по уровню гармонических колебаний. Длительность импульса такого лазера составляет только 1 квадриллионную долю секунды. Как пример оценки мощности этого лазера можете представить себе, что его сантиметровый луч, направленный с Земли на Луну, там дал бы пятно диаметром 30 метров, а обычный лазер при таком же исходном размере выходного пучка образовал бы на Луне пятно диаметром 1 км. Высокая эффективность такого лазера позволит вывести науку и технику на кардинально новый уровень, повысив точность физических, медицинских, биологических, астрономических и геодезических измерений, не говоря уже о новом витке развития бытовой электроники и компьютеров.

Японская корпорация Matsushita Electric, более известная своей маркой Panasonic, разработала голубой лазер большой мощности для нового поколения записывающих оптических дисков. Устройство, получившее название SHG ("second harmonic generation blue laser"). Вместо непосредственного формирования голубого лазерного луча, в этом лазере с помощью специального устройства происходит выделение второй гармоники - луча, имеющего вдвое меньшую длину волны. Уменьшение длины волны позволяет лазерному лучу записывать данные в точки меньшего размера, а значит, на диске можно хранить больше информации. Новый голубой лазер достигает высокого уровня мощности - 30 мВт, что в 15 раз выше, чем у предыдущих лазеров этой серии. Более того, новый голубой лазер генерирует излучение с длиной волны 410 нм, более короткой, чем у предыдущего голубого лазера (425 нм), считавшейся слишком большой для систем записи и хранения информации следующего поколения на основе оптических дисков. Более высокая мощность и меньшая длина волны стали возможными в результате использования мощного инфракрасного лазерного диода с изменяемой длиной волны и последующей трансформации инфракрасного излучения в излучение голубого лазера.

А вот другие ученые - из компании Xerox, в Пало-Альто, смогли получить из светоизлучающего диода лазерные пучки голубого цвета, которые через несколько лет можно будет использовать для значительного увеличения разрешающей способности современных лазерных принтеров. Сейчас в них используются инфракрасные лазерные диоды. Длина волны лазерных пучков, генерируемых голубыми диодами, вдвое меньше, чем у пучков, генерируемых инфракрасными диодами. У голубого лазера меньше и диаметр пятна, что имеет исключительно важное значение для цветной лазерной печати, так как для повышения качества печати необходимо позиционировать пятно и регулировать его размер. Заменив в принтере красный диод голубым, производители получат очень важное преимущество: при более короткой длине волны можно будет увеличить количество создаваемых на поверхности пятен. Чем больше пятен, тем больше информации можно нанести на поверхность и хранить на ней. В результате удваивается разрешение - с 600 точек на дюйм до 1200 точек на дюйм. Такое применение голубые диоды найдут не только в принтерах; их можно использовать во многих других устройствах, основанных на лазерной технологии - таких, например, как проигрыватели компакт-дисков.

Ученые стремятся построить самые различные лазеры: самый мощный, самый компактный, или и то и другое одновременно. Соревнование идет жесткое, без всяких скидок, без всяких сантиментов.

В прошлом году английская Rutheerford Appleton Laboratory объявила, что вводит в действие мощнейший в мире лазер "Вулкан". После завершения трехлетнего проекта модернизации этот лазер будет генерировать импульсы с пиковой мощностью более 1 петаватта и плотностью мощности 1021 Вт/см2. Это будет наивысшая из полученных когда-либо плотность лазерного излучения. По мнению ученых, лазер "Вулкан" является лучшей короткоимпульсной установкой высокой интенсивности в мире. Новый канал излучения использует для получения петаваттных импульсов усиление со сжатием импульса. По этой методике сначала генератор на стекле с неодимом дает сверхкороткие импульсы, затем они удлиняются до нескольких наносекунд и затем усиливаются. Наконец, этот сжатый импульс фокусируется параболическим зеркалом на мишени в пятно размером 10 мкм. Сжатие импульса выполняется двумя большими дифракционными решетками, расположенными в 13 м друг от друга. Это происходит в вакууме, так как воздух искажал бы волновой фронт пучка. После запуска "Вулкана" ученые смогут проводить эксперименты, моделирующие условия внутри звезд.

Однако, разумеется, не только англичане пытаются создать мощнейший в мире лазер. Сотрудники Рочестерского университета (штат Нью-Йорк) при поддержке правительства США намереваются достичь этой цели путем увеличения мощности имеющихся в их распоряжении экспериментальных лазеров типа "Омега". Работы по их модернизации обойдутся в 70 млн долларов. На эти деньги планируется построить два лазерных излучателя мощностью по 1 ПВт каждый. По словам старшего научного сотрудника лазерной лаборатории Крейга Сэнгстера, этот лазер будет самым мощным из всех когда-либо строившихся. Его можно будет использовать для решения двух основных задач: для быстрой инициации термоядерных реакций, что, в свою очередь, позволит добиться, во-первых, значительных успехов в создании управляемого термоядерного синтеза и, во-вторых, в обороне, по заказу Министерства обороны США, в решении проблем безопасности американского ядерного арсенала.

Американские ученые в последние годы добились удивительных достижений в лазеростроении. Например, они разработали миниатюрные лазеры, которые можно встроить в полупроводниковый чип. Подобные нанотрубки, диаметр которых составляет всего одну стомиллионную долю миллиметра, могут сделать в скором будущем информационные технологии более компактными и одновременно более быстрыми. В США выполняются разработки лазеров, с помощью которых "еще год назад впервые удалось сбить в полете летящий артиллерийский снаряд". Работы с названиями: "Американские ВВС к 2015 году получат лазерные пушки"; "Лазерная пушка для уничтожения мин", "Лазер для ослепления противника"; "Лазер для дистанционной диагностики армейского транспорта"; "Твердотельные боевые лазеры к 2004 году", - иллюстрируют задачи в области военного лазеростроения в США. В России лазеры также применяют в обороне - для защиты от современных портативных зенитных ракетных комплексов, например, сейчас собираются применять разработанный в самарском Конструкторском бюро автоматических систем бортовую лазерную станцию активных помех, которая может защитить не только самолеты, но и вертолеты.

Последнее достижение, которое хотелось бы отметить, - создание лазерного самолета NASA. Этот самолет весит всего 312 граммов, размах его крыльев достигает 1,5 м, а летать он может неограниченное время, и все потому что на крыльях этого самолета расположены фотоэлементы, преобразующие энергию лазерного луча в электричество.

Лазерная революция продолжается.



Оставить отзыв в форуме ...

Узнать, где можно получить журнал, Вы сможете здесь ...



Добавить компанию в каталог :: Разместить Вашу новость на сайте :: Учетная запись :: Выход

Центр Светодизайна
18.02.2011

ЦЕНТР CВЕТОДИЗАЙНА завершил проект подсветки нового дома приёмов Президента РФ в подмосковных Горках-9

В интерьерном освещении дома приёмов применены осветительные приборы и источники света последнего поколения.
14.09.2010

Освещение фасада и ландшафтное освещение Luxury Village (Барвиха)

Концепция освещения, разработанная специалистами Центра Светодизайна для Luxury Village, имеет два уровня светового планирования: создание общего светокомпозиционного решения и комфортной визуальной среды. Светокомпозиционное решение объединят все архитектурные объекты в единое целое и имеет несколько составляющих: световые доминанты, которыми выступают мосты и площади, и фоновые элементы - фасады и мощение, первичные акценты - витрины и подсвеченные вывески, и вторичные акценты - выносные витрины и покеты, а также дополнительное освещение парковочных зон и деревьев вдоль парковок.
16.07.2010

Сосновый бор. Частная усадьба. Архитектурное и ландшафтное освещение.

Ландшафтная подсветка выполнена с минимумом оборудования (декоративных фонарей), в качестве основного приёма освещения выбрана подсветка с деревьев. Применено сочетание галогенного и светодиодного света в тёплой цветовой гамме.
16.07.2010

Новахово. Частная усадьба. Архитектурное и ландшафтное освещение.

Применены диммируемые галогенные и светодиодные лампы, позволяющие создать разные световые сценарии для дежурного, повседневного и праздничного режимов освещения.
16.07.2010

Дубровка. Частная усадьба. Архитектурное и ландшафтное освещение.

Современная частная архитектура требует продуманных решений и нетрадиционных приёмов освещения. Часто ключ к решению лежит во взаимодействии внутреннего и наружного освещения.
12.07.2010

Дом приемов Президента РФ. Освещение кабинета Президента РФ

Интерьерное освещение.
12.07.2010

Дом приемов Президента РФ. Конференц-зал.

Интерьерное освещение.
12.07.2010

Дом приемов Президента РФ. Переговорная в расширенном составе.

...
12.07.2010

Сочи. Олимпиада 2014.

Освещение олимпийского парка, кроме решения функциональных и архитектурно-художественных задач, носит яркий событийный характер. Динамичный таймлайн двухнедельного олимпийского марафона, расписанный буквально по минутам, непосредственно определяет с...
12.07.2010

Лазурный берег Франции

Ландшафт частного владения на средиземноморской ривьере – живописное сочетание сезонной и вечнозелёной растительности, открытой поляны и тенистого сада, каменистых дорожек и ручья с прозрачной водой.
12.07.2010

Сочи. Красная Поляна. Царский ручей.

Буквально «вертикальный» рельеф, скалы и достойная дендрария растительность, бушующий поток воды – редкостные для России, но вполне типичные для Красной поляны декорации для ландшафтной подсветки. Безусловно, сюда нужно добавить прозрачный, «бриллиан...
16.02.2011

Cоздание индивидуального светового решения для загородного дома и сада заказчика

Создание сайта: Веб-студия NT-Design